Современная синтетическая теория эволюции, или СТЭ, — это объединение дарвинизма, генетики, молекулярной биологии и других наук. Синтетическая теория эволюции кратко и понятно описывает, как происходят эволюционные изменения живых организмов, какие признаки подвергаются отбору, какие факторы действуют на них и как это ведет к появлению новых видов.
![Основные положения синтетической теории эволюции](https://ratenger.com/wp-content/uploads/2021/11/sinteticheskaya-teoriya-evolyutsii-osnovnye-polozheniya.gif)
В статье мы разбираем основные положения СТЭ, выясняем, почему Дарвин был прав (хотя учитывал не все) и как генетика и другие науки связаны с эволюцией.
- История теорий эволюции
- Синтетическая теория эволюции
- Основные положения синтетической теории эволюции
- Мифы о синтетической теории эволюции
- Миф: Теория эволюции описывает появление жизни
- Миф: Естественный отбор предполагает, что выживает всегда сильнейший
- Миф: Синтетическая теория эволюции – это теория, а значит, она не доказана.
- Миф: Концепция эволюции лженаучна, ее невозможно подтвердить экспериментально.
- Миф: Без направленной осознанной воли сложные организмы не могли возникнуть.
- Миф: Эволюция не объясняет появление разума.
- Миф: Теория эволюции – основа социального дарвинизма
- Интересные доклады и презентации о СТЭ
- Заключение
- Фильмы и сериалы, которые стоит посмотреть
- Книги, которые стоит прочитать
- Синтетическая теория эволюции — ответы на популярные вопросы
- Источники
История теорий эволюции
«Почему у кошки хвостик?
Я не знаю, я агностик!»
Илья Фоняков
Эволюция – это естественный непрерывный процесс развития популяций живых организмов. Они все лучше и лучше приспосабливаются к окружающим условиям либо вымирают из-за более приспособленных конкурентов или резких изменений среды. Так появляются и исчезают виды.
Материал по теме: Гипотезы возникновения жизни на Земле
Эволюция объясняет:
- Разнообразие живых организмов: почему на Земле обитает столько разных живых существ, от бактерий до человека;
- Почему живые организмы обладают приспособлениями к условиям жизни и как они появились: зачем хищным животным клыки, а птицам – воздушные мешки;
- Почему организмы, обитающие в похожих условиях, сходны между собой: у рыб, морских котиков и жуков-плавунцов обтекаемая форма тела;
- Как живые организмы приспосабливаются к изменениям условий: почему рыба илистый прыгун умеет прыгать, у ящериц кожа покрыта чешуей и зачем кошке хвост.
![Эрнст Геккель: Эволюция человека](https://ratenger.com/wp-content/uploads/2021/11/evolyutsiya-cheloveka-gekkel-1879-1160x1065.jpg)
На эти вопросы пытались отвечать разными способами. До появления теории эволюции Дарвина о развитии живых организмов задумывались еще в античности.
В Новое Время все больше ученых предполагало, что живые организмы меняются – эволюционируют. Однако ни причины, ни механизмы этого не были ясны.
Попытку объяснить эволюцию живых организмов сделал Жан Ламарк. Основные положения ламаркизма:
- Живые организмы развиваются от простого к сложному;
- Видов живых организмов не существует, важны только отдельные особи;
- Особи приспосабливаются к изменениям среды и конкурируют друг с другом;
- Механизм приспособления – тренировка наиболее используемых органов. Если органы не тренировать, они исчезают, как глаза крота.
![Основные положения синтетической теории эволюции](https://ratenger.com/wp-content/uploads/2021/11/lamark-i-ego-teoriya-evolyutsii-1160x773.jpg)
Некоторые идеи Ламарка были верны. Однако его теория не выдержала экспериментальной проверки.
Август Вейсман отрезал хвосты нескольким поколениям мышей. Согласно ламаркизму, у последующих поколений хвосты должны были исчезнуть из-за нетренированности. Однако этого не произошло. Страдания мышей доказали, что приобретенные признаки не наследуются.
В действительности это верно для признаков, приобретенных не в результате изменения наследственной информации. Однако во времена Ламарка генетику еще не знали.
Ламаркизм критиковал и Жорж Кювье, основатель сравнительной анатомии, палеонтологии и теории катастрофизма. Согласно ей, каждый геологический период Земли заканчивался катастрофой, в результате чего изменялись флора и фауна. Теория Кювье не вошла в синтетическую теорию эволюции, поскольку она была тесно связана с религией. Однако она стала основой неокатастрофизма – гипотезы об одновременных изменениях рельефа Земли в результате тектонических катастроф.
С Кювье спорили сторонники трансформизма – идеи о том, что живые организмы происходят друг от друга. Подобные предположения высказывали в разные времена в разных странах. В XIX веке теорию трансформизма в разных вариантах защищали разные ученые. В частности, ее придерживался Ламарк. Частично идеи трансформизма присутствуют и в теории Дарвина.
Чарльз Дарвин задумался о происхождении видов еще в юности, во время путешествия на корабле «Бигль». Оно длилось с 1831 по 1836 год. Дарвин собирал коллекции животных, изучал строение морских беспозвоночных, наблюдал и делал выводы.
![Чарльз Дарвин: Кругосветное путешествие](https://ratenger.com/wp-content/uploads/2021/11/charlz-darvin-krugosvetnoe-puteshestvie-1160x576.jpg)
Окаменевшие останки древнего гигантского животного среди раковин моллюсков современных видов навели его на идею, что вымирание не всегда – следствие катастроф. [1] Другие наблюдения – в частности, за галапагосскими вьюрками и черепахами – позволили Дарвину предположить, что разные виды могут происходить от общего предка. [1]
Вернувшись в Англию, Дарвин начал вести наблюдения за сельскохозяйственными растениями и животными. Они показывали необходимость приспосабливаться к определенным условиям. Дарвин назвал ее естественным отбором.
![Естественный отбор и теория эволюции](https://ratenger.com/wp-content/uploads/2021/11/estestvennyy-otbor-i-sinteticheskaya-teoriya-evolyutsii.jpg)
2 — стабилизирующий отбор: промежуточный фенотип предпочтительнее крайнего; 3 — разрушающий отбор: экстремальный фенотип предпочтительнее промежуточного.
Ось X: фенотипический признак
Ось Y: количество организмов
Группа А: исходная популяция
Группа B: после отбора
Первую работу о происхождении видов ученый опубликовал в 1842 году. Дарвин переписывался со многими натуралистами, которые заметили то же, что и он. В 1858 году, когда Дарвин уже писал «Происхождение видов», с ним связался другой британский исследователь – Альфред Уоллес. Он прислал рукопись с теорией, очень похожей на теорию Дарвина. Двое ученых разработали ее независимо друг от друга.
![Чарльз Дарвин и Альфред Уоллес](https://ratenger.com/wp-content/uploads/2021/11/Alfred-Uolles-i-charl-darvin-1160x741.jpg)
Дарвинизм считают основой синтетической теории эволюции. Согласно ему, главные эволюционные факторы:
- Естественный отбор – выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные особи;
- Борьба за существование – живые организмы конкурируют друг с другом за ресурсы;
- Наследственная изменчивость – живые организмы могут приобретать новые признаки, и, если они полезны, их передадут потомкам;
- Изоляция – невозможность межвидового скрещивания.
Теорию Дарвина подтверждают эмбриологические данные: эмбрионы позвоночных на ранних стадиях развития очень похожи. Различия проявляются потом. Это указывает, что позвоночные животные имеют общее происхождение. Однако ее критиковали современные ученому палеонтологи и некоторые натуралисты. Палеонтологи еще не успели обнаружить переходные формы живых организмов, существование которых предполагает дарвинизм.
Читайте также: Повторное возникновение жизни на Земле.
Кроме того, теория Дарвина не объясняла, что именно является носителем наследственности и как происходит наследование. C этим связано одно из самых серьезных возражений против дарвинизма.
Профессор инженерии Генри Флеминг Дженкин, узнав о теории Дарвина, опубликовал статью, в которой помимо прочего утверждал, что любой полезный для выживания признак «размоется» и исчезнет при скрещивании с особями, которые им не обладают. [2] Этот аргумент выглядит логичным, и Дарвин не спорил с ним – лишь дал явлению название «кошмар Дженкина»
.
![Кошмар Дженкина и СТЭ](https://ratenger.com/wp-content/uploads/2021/11/koshmar-dzhenkina-i-genetika-1160x786.jpg)
Почему кошмар Дженкина не проявляется в реальности, объясняет генетика. Причина – в дискретности наследования: наследуется не весь геном целиком, а его отдельные участки – гены. Поэтому даже если признак размыт во втором поколении, он проявится позднее. А для проявления доминантных признаков достаточно одной копии гена.
Читайте также: Важные научные открытия человечества.
В трудах Чарльза Дарвина генетика не упоминается. Эту науку, основанную Грегором Менделем, оценили позднее. Даже в 20-30-х годах XX века она казалась многим не вполне научной.
Законы генетики, которые Мендель открыл, собирая и статистически анализируя данные, подтвердились после 1944 года, когда было доказано, что носителем наследственной информации является ДНК. Генетика и особенности передачи и изменения генов прояснили вопросы, на которые не мог ответить дарвинизм.
![Структура ДНК](https://ratenger.com/wp-content/uploads/2021/11/struktura-DNK.jpg)
Синтетическая теория эволюции
Чтобы кратко и понятно объяснить процесс эволюции, потребовался синтез дарвинизма, генетики, палеонтологии и эмбриологии. Современная СТЭ кроме этих дисциплин включает данные молекулярной биологии и других наук. Естественно, такое преобразование теории Дарвина произошло не сразу.
В начале XX века в научном сообществе признавали идею эволюции, но отвергали естественный отбор как ее основную движущую силу. Во многом к этому привел кошмар Дженкина и недостаточные знания о наследственности.
![Древо жизни](https://ratenger.com/wp-content/uploads/2021/11/drevo-zhizni-i-sinteticheskaya-teoriya-evolyutsii.jpg)
Только в 1926 году Сергей Сергеевич Четвериков опубликовал статью, в которой описал эволюцию с точки зрения современной ему генетики. Эта статья не была опубликована в англоязычных изданиях, однако ее цитировали Николай Тимофеев-Ресовский, Феодосий Добржанский и Джон Холдейн.
Идеи Четверикова хорошо соотнеслись с работами Рональда Фишера. Он создал математическую модель эволюции как естественного отбора генов. Единицей эволюции при этом оказалась популяция, причем эволюция шла тем быстрее, чем больше генетическое разнообразие в популяции. Модель Рональда Фишера стала одной из основ синтетической теории эволюции.
В 1937 году Феодосий Григорьевич Добржанский опубликовал книгу «Генетика и происхождение видов» [3, 4]. В ней он описал, как современная ему генетика разрешает вопросы дарвинизма, о хромосомной основе законов Менделя и о том, как мутации формируют межвидовые различия. Добржанский описал 3 уровня эволюционной популяционной генетики:
- Генные и хромосомные мутации;
- Изменения в популяции, вызванные изменениями частот и комбинаций мутаций;
- Закрепление изменений путем репродуктивной изоляции – невозможности скрещиваться с другими видами.
Считается, что синтетическая теория эволюции возникла именно в 1937 году. Сам термин СТЭ появился позднее – в 1942 году [3]. Его впервые использовал эволюционист Джулиан Хаксли, родной брат писателя Олдоса Хаксли.
Современная синтетическая теория эволюции учитывает особенности наследования, мутации и то, как под их действием меняется приспособленность живых организмов к окружающей среде. Наконец, СТЭ учитывает влияние различных факторов на эволюцию:
- Естественный отбор – важнейший, но не единственный фактор эволюции согласно СТЭ. Отбору подвергаются генотипы в целом либо аллели генов – то, в каких вариантах существует ген.
- Борьба за существование – необходимость выживать в окружающей среде и конкурировать за выживание с другими организмами.
- Возникновение мутаций приводит к появлению новых аллелей или новых генов. Мутации поставляют материал для естественного отбора.
- Изменения частот генов в популяции как результат миграций (поток генов), случайностей (дрейф генов) или эффекта бутылочного горлышка – ситуации, когда условия меняются так сильно и резко, что выживает лишь небольшое количество организмов из популяции. Зачастую у них есть признаки, позволившие им выжить именно в условиях таких изменений.
- Стабилизирующий отбор поддерживает соотношение частот генов в популяции неизменным, если окружающие условия не меняются [5];
- Изоляция – географические, биохимические или поведенческие препятствия для скрещивания между популяциями. Именно изоляция приводит к образованию новых видов живых организмов.
Основные положения синтетической теории эволюции
Синтетическую теорию эволюции проще всего объяснить, используя ее основные положения. Это закономерности, из которых следует, как и почему происходит эволюция живых организмов и на что она направлена.
- Единица эволюции – популяция, то есть, группа живых организмов одного вида, живущая на одной ограниченной территории и способная свободно скрещиваться друг с другом. Именно из популяций образуются новые виды.
- Материал эволюции – гены и их сочетания (генотипы). Новые гены и их сочетания возникают в результате случайных процессов – мутаций и рекомбинаций.
- Главный движущий фактор эволюции – естественный отбор. Другие процессы, которые приводят к изменению частоты встречаемости генов в популяции, также являются движущими факторами эволюции. Скорость и направление эволюции определяется сочетанием движущих факторов.
- Эволюция не имеет конечной цели. Это приспособление именно к конкретным условиям обитания. Если условия изменятся, к ним придется приспосабливаться заново.
- Изменения генов накапливаются в поколениях. Постепенно они приводят к образованию новых видов, родов и т.д.
Разные источники по-разному формулируют основные положения синтетической теории эволюции. Но все они сходятся в главном: существующие виды дают начало новым в результате приспособления к окружающей среде и отбора новых вариантов генов.
Мифы о синтетической теории эволюции
Суть синтетической теории эволюции, как и ее основные положения, не всегда понимают верно. Это приводит к различным заблуждениям: от смешивания СТЭ с дарвинизмом или ламаркизмом до попыток объяснять с ее помощью небиологические явления. Разберем несколько самых распространенных мифов об СТЭ.
Миф: Теория эволюции описывает появление жизни
Факт: происхождение жизни описывает абиогенез. Теория эволюции описывает, как живые организмы приспосабливаются к условиям обитания.
Миф: Естественный отбор предполагает, что выживает всегда сильнейший
Факт: Естественный отбор – это сохранение генотипов или аллелей генов, которые обеспечивают наилучшее приспособление к конкретным условиям. Чтобы сохранить их, желательно выжить самому и оставить потомство, которое также успешно размножится. Другой вариант – не размножаться, а способствовать выживанию носителей тех же генов. [6]
Миф: Синтетическая теория эволюции – это теория, а значит, она не доказана.
Факт: В науке теорией называют непротиворечивую концепцию, которая описывает и объединяет закономерности, касающиеся определенного явления. Научные теории позволяют предсказывать результаты тех или иных событий, которые подчиняются описанным закономерностям. СТЭ соответствует этому определению.
![Теория эволюции — это всего лишь теория](https://ratenger.com/wp-content/uploads/2021/11/teoriya-evolyutsii-eto-vsego-lish-teoriya-1160x1469.jpg)
Миф: Концепция эволюции лженаучна, ее невозможно подтвердить экспериментально.
Факт: Эволюцию подтверждают палеонтологические и эмбриологические данные, а также результаты исследования ДНК и РНК различных организмов, полученные методами молекулярной биологии. Кроме того, примером эволюции является развитие у бактерий устойчивости к антибиотикам – этот процесс достаточно быстрый, и его можно наблюдать.
Миф: Без направленной осознанной воли сложные организмы не могли возникнуть.
Факт: Данное утверждение не является научным и не предполагает научного подхода к ответу. Результаты исследований в области молекулярной биологии, палеонтологии, эмбриологии показывают, что сложные организмы возникли в результате действия эволюционных закономерностей на случайно возникающие новые варианты генов.
Миф: Эволюция не объясняет появление разума.
Факт: Разум – один из способов приспосабливаться к окружающей среде. Как и другие эволюционные приспособления, он отчасти развился под действием закономерностей, а отчасти – благодаря случайностям.
Миф: Теория эволюции – основа социального дарвинизма
Факт: Распространять биологические закономерности на человеческое общество неверно с точки зрения науки. Общества развиваются по иным законам, и взаимная помощь и поддержка необходимы для существования цивилизации.
Но и сторонники СТЭ не всегда хорошо знают ее. Разобраться в процессах эволюции помогут научно-популярные книги, фильмы, сериалы и лекции.
Интересные доклады и презентации о СТЭ
Тем, кто интересуется биологией вообще и синтетической теорией эволюции в частности рекомендуем лекции Станислава Дробышевского. Помимо антропогенеза он рассказывает и о теории эволюции. Юмор Дробышевского известен его постоянным слушателям, которые регулярно цитируют самые удачные высказывания в комментариях к видео.
О том, как возникла синтетическая теория эволюции, подробно рассказывает Александр Рубцов в лекции «Что произошло с теорией Дарвина?».
Кроме научно-популярных лекций рекомендуем фильмы и книги о синтетической теории эволюции и сопутствующих дисциплинах.
Заключение
- Идеи эволюции возникли еще в античности. Однако их долгое время не могли систематизировать, в том числе, из-за нехватки информации о развитии жизни на Земле.
- Многие натуралисты пытались объяснить, как и почему эволюционируют живые организмы.
- Чарльз Дарвин систематизировал знания, полученные в результате кругосветного путешествия, наблюдений и переписки с другими учеными и разработал теорию эволюции.
- Параллельно с Дарвином похожую теорию разработал Альфред Уоллес.
- Теорию Дарвина критиковали, поскольку палеонтологи еще не успели обнаружить переходные формы живых организмов, существование которых она предполагала.
- Одна из главных причин, почему в теории Дарвина сомневались – «кошмар Дженкина», «размывание» в популяции вновь появившихся полезных для выживания признаков.
- Объяснение, почему теория Дарвина верна, а кошмара Дженкина не существует, дало развитие генетики.
- Синтетическая теория эволюции объединяет дарвинизм, генетику, палеонтологию и другие биологические дисциплины.
- Синтетическая теория эволюции – не единственная современная теория эволюции.
- Синтетическая теория эволюции достаточно хорошо объясняет процессы эволюции, поэтому ее принимают многие ученые.
- Заблуждения о синтетической теории эволюции во многом вызваны ее недостаточным пониманием.
Фильмы и сериалы, которые стоит посмотреть
- «Происхождение», 2009, BBC
- «С точки зрения науки: Ошибся ли Дарвин?», 2006, National Geographic Society
- «Гений Чарльза Дарвина», 2008, IWC Media
- «Чарльз Дарвин и Древо Жизни», 2009, BBC
- «BBC: Эволюция жизни», 2005, BBC
- «Патагония: По следам Дарвина 3D», 2012, Норберт Вандер
- «Эволюция: битва за жизнь», 2008, History channel
Книги, которые стоит прочитать
- Чарльз Дарвин. «Путешествие натуралиста вокруг света на корабле „Бигль“», 1839
- Чарльз Дарвин. «Происхождение видов путем естественного отбора», 1859
- Джулиан Хаксли. «Удивительный мир эволюции», 1971
- Деннет Дэниел Клемент. «Опасная идея Дарвина. Эволюция и смысл жизни», 2020
- Кирилл Еськов. «Удивительная палеонтология», 2007
- Александр Марков. «Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня. Неожиданные открытия и новые вопросы», 2010
- Ричард Докинз. «Слепой часовщик», 1986
- Нил Шубин. «Внутренняя рыба. История человеческого тела с древнейших времен до наших дней», 2010
- Джерри Койн. «Эволюция: неопровержимые доказательства», 2018
- Александр Марков и Елена Наймарк. «Перспективы отбора», 2019
Синтетическая теория эволюции — ответы на популярные вопросы
Источники
- Чарльз Дарвин. «Путешествие натуралиста вокруг света на корабле „Бигль“». https://booksonline.com.ua/view.php?book=101832
- Jenkin, Fleeming, Review of ‘The origin of species’, The North British Review, June 1867, 46
- http://www.bio.bsu.by/genetics/files/4.evol_th/evolution_theory_03.pdf
- https://www.the-scientist.com/foundations/modern-synthesis-1937-66322
- И.И. Шмальгаузен. Избранные труды. Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии. М.: Наука, 1982
- https://www.youtube.com/watch?v=sA1W8ovKUq4
Автор титульного фото — Татьяна Дударенко. На фото — один из памятников на так называемом «Острове обезьян» в Хайнане.
Подписывайтесь на наш канал в Telegram, чтобы получать свежие статьи своевременно!
Для меня самым убедительным доказательством того, что мы были созданы, а не появились путём эволюции является то, что у каждого человека есть чувство совести, нам присуще чувство прекрасного, жажда знаний, и духовные интересы. Всё это- согласно теории эволюции не нужно для выживания. Единственное разумное объяснение я вижу в том, что нас поселил на земле тот, кто хотел, чтобы мы наслаждались жизнью. Это под силу сделать только Богу.